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高性能,、低成本的LoRa Core? LLCC68芯片如何幫助傳統(tǒng)小無線連接市場

2021-02-02
來源:Semtech
關(guān)鍵詞: Semtech 芯片 無線連接 LoRaCore

在過去幾年中,隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和市場的快速發(fā)展,,各種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也不斷涌現(xiàn)并加速發(fā)展,對低成本,、高性能的物聯(lián)網(wǎng)鏈接技術(shù)的需求不斷提高,,而傳統(tǒng)的小無線技術(shù)在最近10多年中技術(shù)停滯,逐漸無法滿足市場的需求,。

針對這一需求,,Semtech公司開發(fā)了高性能、低成本、更穩(wěn)定的LoRa Core? LLCC68芯片,,來幫助傳統(tǒng)小無線鏈接市場的發(fā)展,。

 

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選擇LoRa Core? LLCC68的三大理由:

· LLCC68同時支持LoRa模式和FSK模式

· 與傳統(tǒng)的小無線產(chǎn)品相比,LLCC68的FSK模式的靈敏度更高

· LLCC68的LoRa?模式支持更完善的性能和解決方案

LoRa Core? LLCC68能夠滿足市場多種無線傳輸需求,,其目標(biāo)應(yīng)用市場包括:

· 現(xiàn)有FSK小無線市場

· 基于LoRa的智能家居應(yīng)用

· 需要抗干擾,、遠(yuǎn)距離且實時性的工業(yè)控制場景

· 原有LoRa不需要超遠(yuǎn)距離的場景

穩(wěn)定的供應(yīng)鏈?zhǔn)且环N競爭優(yōu)勢

物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)對FSK和LoRa?無線通信并不陌生,它們都是應(yīng)用最廣的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),。LoRa一詞取自英文Long Range兩個單詞的首字母Lo和Ra,,代表“遠(yuǎn)距離”的意思。LoRa原本也是基于FSK通信的原理,,但它是一種創(chuàng)新的線性調(diào)頻擴(kuò)頻的物理層調(diào)制技術(shù)(Chirp Spread Spectrum,,CSS),最早由法國幾位年輕人創(chuàng)立的一家創(chuàng)業(yè)公司Cycleo推出,。 

2012年,,全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體產(chǎn)品及解決方案供應(yīng)商Semtech收購了這家法國公司,將這一種調(diào)制技術(shù)與其深厚的射頻和混合信號芯片技術(shù)相結(jié)合,,推出了具有低功耗,、長距離和高靈活性的系列芯片并取名“LoRa”。近幾年,,Semtech公司基于LoRa技術(shù)不斷進(jìn)行芯片,、軟件和云/智能化優(yōu)化,開發(fā)出一整套LoRa通信芯片解決方案,,包括用于網(wǎng)關(guān)和終端上不同款的LoRa芯片,,開啟了LoRa芯片在全球廣受歡迎的產(chǎn)品化之路。

Semtech作為一家全球性的公司,,其分布在世界各地的資源體系將保障LoRa等芯片的供應(yīng),。Semtech LoRa芯片的產(chǎn)品研發(fā)和知識產(chǎn)權(quán)在歐洲,從而能夠保證順暢而全面的創(chuàng)新技術(shù)合作,。在中國銷售的LoRa芯片都是在瑞士研發(fā)和供應(yīng),,其在中國市場的銷售不受國際技術(shù)貿(mào)易環(huán)境的影響。同時,,Semtech已經(jīng)在歐洲和中國授權(quán)了兩家芯片合作伙伴生產(chǎn)LoRa芯片產(chǎn)品,,這使得LoRa芯片供應(yīng)實現(xiàn)了多元化,在中國運營的LoRa網(wǎng)絡(luò)可得到極為可靠和穩(wěn)定的芯片保證,。

Semtech在LoRa芯片設(shè)計時充分考慮了外圍電路的設(shè)計,、采購便利性以及成本,在開發(fā)LoRa Core? LLCC68芯片時,,基于這些考慮因素,提供了全新的參考設(shè)計。該開發(fā)套件基于全部國產(chǎn)的,、性能和供應(yīng)穩(wěn)定的外圍元器件,,由于不需要溫補(bǔ)晶振和PA等器件,其整體成本很低,??梢詭椭蛻艉秃献骰锇樵趥鹘y(tǒng)中低速率FSK技術(shù)應(yīng)用中降低供應(yīng)鏈風(fēng)險,并以高性價比的解決方案去面對競爭,。

創(chuàng)新的技術(shù)是核心競爭優(yōu)勢

作為一種創(chuàng)建長距離通信連接的物理層無線調(diào)制技術(shù),,LoRa已成為在全球廣受歡迎的創(chuàng)新物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),它主要在全球免費頻段運行(即非授權(quán)頻段),,包括433,、470、868,、915MHz等,。從組網(wǎng)模式來看,LoRa常采用星狀網(wǎng)絡(luò),,即網(wǎng)關(guān)星狀連接終端節(jié)點,,但終端節(jié)點并不綁定唯一網(wǎng)關(guān),因而終端節(jié)點的上行數(shù)據(jù)可發(fā)送給多個網(wǎng)關(guān),。理論上來說,,用戶可以通過Mesh、點對點或者星形的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和架構(gòu)來實現(xiàn)靈活的LoRa組網(wǎng),。

LoRa技術(shù)不需要建設(shè)基站,,一臺網(wǎng)關(guān)便可控制較多設(shè)備,并且布網(wǎng)方式較為靈活,,可大幅度降低建設(shè)成本,。LoRa將其自組,安全,,可控等諸多特性與物聯(lián)網(wǎng)碎片化,、低成本、大連接的需求相結(jié)合,,因此被廣泛部署在智慧社區(qū),、智能家居和樓宇、智能表計,、智慧農(nóng)業(yè),、智能物流等多個垂直行業(yè)。

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基于其數(shù)十年來已經(jīng)在軍事和空間通信中驗證過的寬帶線性調(diào)頻(Chirp Modulation)技術(shù),,相較于傳統(tǒng)的FSK技術(shù)以及其他穩(wěn)定性和安全性不足的短距離射頻技術(shù),,LoRa在保持低功耗的同時極大地增加了通信范圍,具有傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾性強(qiáng)等特點,。

以Semtech最新推出的LoRa Core? LLCC68器件為例,,LoRa技術(shù)具有以下網(wǎng)絡(luò)特征:

1. 更長的通信距離:與傳統(tǒng)FSK技術(shù)相比,LoRa的靈敏度更接近香農(nóng)定理的理論極限值,,而且打破了傳統(tǒng)FSK窄帶系統(tǒng)的實施極限,。

 

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2. 更強(qiáng)的抗干擾能力:LoRa采用了擴(kuò)頻技術(shù),可以在噪聲之下最高 20dB 還能正常接收(LLCC68支持17.5dB之下), 而FSK理論上需要在噪聲之上8dB才能保證要求的PER,;LoRa能夠容忍更強(qiáng)的突發(fā)性的隨機(jī)干擾,, 如果突發(fā)長度< ? LoRa的符號長度,其靈敏度惡化將<3dB,,干擾占空比 <50%,。

 

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3. 全程低功耗:LLCC68器件的休眠電流小于1uA,工作時的發(fā)送電流為45mA@17dBm,,接收電流僅為5mA,。由于采用了Semtech創(chuàng)新的LoRa? CAD技術(shù),整個喚醒過程僅需要約2個symbol時間,,其中約1個symbol接收 (接收電流),,以及1個symbol的時間計算,這時的電流為接收模式的50%左右,。但在相同的速率下,,F(xiàn)SK一般需要3bytes或以上的前導(dǎo)用于接收同步,接收窗口需要打開5ms以上,;在相同速率下,,執(zhí)行周期偵聽(WOR)時,LoRa的電池續(xù)航時間是FSK的 3到4 倍,。

4. 更大的網(wǎng)絡(luò)容量:LoRa在同頻段通訊類似碼分復(fù)用,,同頻段不同擴(kuò)頻因子不會互相干擾,這得益于LoRa在節(jié)點的發(fā)包頻次,、數(shù)據(jù)包的長度,、信號質(zhì)量及節(jié)點的速率、可用信道數(shù)量,、基站/網(wǎng)關(guān)的密度,、信令開銷和重傳次數(shù)等網(wǎng)絡(luò)容量決定因素上的全面創(chuàng)新和優(yōu)化。正是基于這些特性,,LoRa可以實現(xiàn)按需部署,。

 

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LoRa不需要溫補(bǔ)晶振

當(dāng)前,全球各地都在推進(jìn)疫情的進(jìn)一步防控與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展相互協(xié)同,,物聯(lián)網(wǎng),、5G,、智能化等技術(shù)將在其中扮演更重要的角色,中國政府正在不斷推進(jìn)的“新基建”也在轉(zhuǎn)化成為新的發(fā)展動力,。目前溫補(bǔ)晶振的缺貨給無論是移動通信模塊,,還是傳統(tǒng)的FSK小無線通信都帶來了困擾,。

LoRa技術(shù)的原理使其對頻偏不敏感,,如采用LoRa的BW125_SF9設(shè)置,即使采用 +/-30ppm 的晶振也可以實現(xiàn)[email protected]的靈敏度,,不需要溫補(bǔ)晶振,。但是,反觀其他移動通信模塊和FSK,,它們都采用了對頻率非常敏感的調(diào)制方式,。

以FSK技術(shù)為例:其通信原理要求頻率偏移必須在 Fdev/4以內(nèi),才能保障靈敏度的理論值下降幅度在2dB以內(nèi),,也就是即使使用 +/-2ppm的溫補(bǔ)晶振,,也無法實現(xiàn)[email protected] 靈敏度,因為400Hz的Fdev只能是在實驗室里嚴(yán)苛條件下才可能實現(xiàn),。

因此,,使用普通晶體的LoRa Core? LLCC68器件來開發(fā)相關(guān)應(yīng)用,不僅可以大幅度降低供應(yīng)鏈風(fēng)險,,而且還將因為不需采用溫補(bǔ)晶振而降低成本,。



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